JP2017196979A - 車両用シート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ駆動停止後の回転方向をより正確に特定して、パルス信号のパルスエッジのカウントに基づく位置検出における誤差を抑制できる車両用シート装置を提供する。【解決手段】ＥＣＵは、モータの駆動中における立ち上がりエッジＥｕ及びモータの駆動の停止に伴いモータ電流が第１極性から該第１極性と逆の極性である第２極性に切り替わった状態にある期間における立ち上がりエッジＥｕを順方向にカウントし、モータの駆動の停止後にモータ電流が第２極性から第１極性に切り替わった状態にある期間における立ち上がりエッジＥｕを逆方向にカウントする。【選択図】図３

Description

本発明は、車両用シート装置に関するものである。

従来、シートクッションやシートバック等、車両用シートの構成要素をモータにより位置調整可能な車両用シート装置がある。例えば、特許文献１には、モータ駆動によりシートクッションのスライド位置を調整可能なシートスライド装置が記載されている。すなわち、このシートスライド装置は、車両フロアに固定されるロアレールと、該ロアレールに対して相対移動可能に設けられたアッパレールとを備えて構成される。そして、モータの駆動力に基づき、アッパレールをロアレールの長手方向に沿って移動させる構成になっている。

また、このシートスライド装置は、モータに設けられた回転センサが出力するパルス信号のパルスエッジをカウント（計数）することにより、アッパレールの移動位置を検出する。そして、このパルスエッジのカウントによる移動位置の検出により、例えば予め記憶された調整位置にシートを復帰させる、いわゆるメモリシート等の機能を実装することが可能になっている。

このようなパルスエッジのカウントによる位置検出を正しく行うためには、モータの回転方向を特定する必要がある。ところが、モータ駆動の停止後は、その制御指令から回転方向を特定することができなくなる。そこで、特許文献１では、モータ駆動の停止後に連続して検出された二つのパルスエッジの間隔等を利用してモータ回転に生じる逆転を推定することが併せて提案されている。これは、回転方向に変化がないとすれば、モータ駆動停止後のモータ回転速度の方がモータ駆動停止よりも速くなるという矛盾が生じることに着目したものである。従って、モータ駆動の停止後、モータ回転に逆転が生じたと推定されている場合には、パルスエッジのカウントに補正を加えることで、これに基づく位置検出における誤差を抑制できるという。

特開２０１３−１２９２５１号公報

ところで、特許文献１では、モータ駆動の停止後におけるパルスエッジの挙動を監視するものの、モータ回転に生じる逆転の特定は、構成要素（車両用シート）の特徴・傾向を事前に把握することを前提とした推定の域を超えるものではない。従って、位置検出における誤差の抑制には自ずと限界がある。

本発明の目的は、モータ駆動停止後の回転方向をより正確に特定して、パルス信号のパルスエッジのカウントに基づく位置検出における誤差を抑制できる車両用シート装置を提供することにある。

上記課題を解決する車両用シート装置は、モータの駆動により車両用シートの構成要素を移動させる駆動部材と、前記駆動部材の作動を制御する制御部と、前記モータの回転に同期して所定の回転周期でパルスエッジが発生するパルス信号を出力する回転センサと、モータ電流を検出するモータ電流センサと、前記モータの回転方向に応じて前記パルスエッジをカウントすることにより前記構成要素の移動位置を検出する位置検出部と、を備え、前記位置検出部は、前記モータの駆動中における前記パルスエッジ及び前記モータの駆動の停止に伴い前記モータ電流が第１極性から該第１極性と逆の極性である第２極性に切り替わった状態にある期間における前記パルスエッジを順方向にカウントする順方向カウント部と、前記モータの駆動の停止後に前記モータ電流が前記第２極性から前記第１極性に切り替わった状態にある期間における前記パルスエッジを逆方向にカウントする逆方向カウント部とを備える。

前記モータの駆動の停止に伴い前記モータ電流が前記第１極性から前記第２極性に切り替わった状態にある期間、即ち発電中は、直前の前記モータの駆動に続く惰性回転中であることから、当該モータの駆動中の回転方向を維持している。一方、前記モータの駆動の停止後に前記モータ電流が前記第２極性から前記第１極性に切り替わった状態にある期間は、前記モータの惰性回転とは逆極性で発電していることから、当該惰性回転中の回転方向に対して逆方向に回転中（逆回転中）である。この構成によれば、前記位置検出部は、前記モータの駆動の停止後の回転方向を、前記モータ電流センサにより実際に検出された前記モータ電流に基づきより正確に特定できる。そして、前記モータの駆動中や該モータの駆動に続く惰性回転中は、前記位置検出部は、前記順方向カウント部により前記パルスエッジを順方向にカウントする。一方、前記モータの駆動の停止後の逆回転中は、前記位置検出部は、前記逆方向カウント部により前記パルスエッジを逆方向にカウントする。従って、前記パルスエッジのカウントに基づく位置検出における誤差の発生を抑制できる。

上記車両用シート装置について、前記位置検出部は、前記モータの駆動の停止に伴い前記第１極性から前記第２極性に切り替わった前記モータ電流が零に到達した時点から所定時間の経過後に、前記パルスエッジのカウントを停止するカウント停止部を備えることが好ましい。

この構成によれば、前記位置検出部は、前記モータの駆動の停止に伴い前記第１極性から前記第２極性に切り替わった前記モータ電流が零に到達した時点、即ち前記モータの惰性回転の終了時点から前記所定時間が経過することで、前記カウント停止部により前記パルスエッジのカウントを停止する。従って、前記モータの駆動の停止後の逆回転を徒に監視し続けることを回避できる。

上記車両用シート装置について、前記位置検出部は、前記逆方向カウント部による前記パルスエッジの逆方向へのカウントが「１」に到達した時点で前記パルスエッジのカウントを停止するカウント停止部を備えることが好ましい。

通常、前記モータの駆動の停止後の逆回転の角度は僅かであることから、前記パルスエッジの逆方向へのカウントが「１」を超える可能性は極めて低い。この構成によれば、前記位置検出部は、前記逆方向カウント部による前記パルスエッジの逆方向へのカウントが「１」に到達した時点で、前記カウント停止部により前記パルスエッジのカウントを停止する。従って、前記モータの駆動の停止後の逆回転を徒に監視し続けることを回避できる。

本発明は、モータ駆動停止後の回転方向をより正確に特定して、パルス信号のパルスエッジのカウントに基づく位置検出における誤差を抑制できる効果がある。

車両用シート装置としてのシートスライド装置の一実施形態についてその構造を示す概略図。 同実施形態のシートスライド装置についてその電気的構成を示す概略図。 （ａ）、（ｂ）は、パルス信号及びモータ電流の推移を示すタイムチャート。 同実施形態のシートスライド装置についてその制御態様を示すフローチャート。

以下、車両用シート装置としてのシートスライド装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、車両用シート１は、シートクッション２と、該シートクッション２の後端部に対して傾動自在に設けられたシートバック３と、該シートバック３の上端に設けられたヘッドレスト４とを備えて構成されている。

また、車両フロアＦには、並列に配置された一対のロアレール５が設けられるとともに、両ロアレール５の各々には、該ロアレール５に対して相対移動可能に設けられたアッパレール６が装着されている。そして、シートクッション２は、両アッパレール６上に固定されている。ロアレール５及びアッパレール６は、シートスライド装置１０を構成する。

また、シートスライド装置１０は、モータ１１を有する駆動部材としてのアクチュエータ１２を備える。このアクチュエータ１２は、ロアレール５及びアッパレール６の間に介設される適宜のナット・スクリュー機構（図示略）を有しており、該ナット・スクリュー機構にモータ１１の回転を減速して伝達することにより、ロアレール５に対してアッパレール６を移動させる。

さらに、シートスライド装置１０は、アクチュエータ１２の作動を制御する制御部としてのＥＣＵ（電子制御装置）１３を備える。このＥＣＵ１３には、シートクッション２の側面（シートサイド）に設置された操作スイッチ１５が電気的に接続されており、着座者の操作入力に応じて操作スイッチ１５の出力する操作信号Ｃが入力される。ＥＣＵ１３は、操作信号Ｃに基づいてアクチュエータ１２の作動を制御する。これにより、アクチュエータ１２は、シートクッション２の車両の前後方向（図示左右方向）における位置調整を行うべく、モータ１１の駆動により当該方向にシートクッション２を移動させる。

すなわち、図２に示すように、アクチュエータ１２は、複数のスイッチ回路（例えばリレー回路、トランジスタなど）で構成されるドライブ回路１４を備えており、該ドライブ回路１４においてＥＣＵ１３に電気的に接続されている。このドライブ回路１４は、モータ１１の両端子１１ａ，１１ｂに電気的に接続されるとともに、直流電源（例えば車載バッテリ）ＶＢに電気的に接続されている。

そして、ＥＣＵ１３は、操作信号Ｃに基づいて駆動信号Ｄを生成し、該駆動信号Ｄをドライブ回路１４に出力する。ドライブ回路１４は、駆動信号Ｄに応じた極性でモータ１１の両端子１１ａ，１１ｂを直流電源ＶＢに接続する。これにより、モータ１１は、両端子１１ａ，１１ｂの接続される直流電源ＶＢの極性に応じて正転又は逆転する。なお、アクチュエータ１２は、例えばモータ１１の正転駆動及び逆転駆動により車両の前方及び後方にシートクッション２をそれぞれ移動させるように構成されている。

モータ１１には、その回転に同期して所定の回転周期でパルスエッジが発生するパルス信号Ｐを出力する回転センサ１６が設けられている。具体的には、回転センサ１６は、ホール素子を用いた磁気式であって、モータ１１の回転軸（モータ軸）の１／２回転周期でパルスエッジ（出力レベル変化）が発生するパルス信号Ｐを出力する。

回転センサ１６は、ＥＣＵ１３に電気的に接続されている。ＥＣＵ１３は、回転センサ１６が出力するパルス信号Ｐのパルスエッジをカウント（計数）することにより、アッパレール６の移動位置を検出する（位置検出部）。そして、本実施形態のシートスライド装置１０では、このパルスエッジのカウントによる移動位置の検出により、例えば予め記憶された調整位置にシートを復帰させる、いわゆるメモリシート等の機能を実装することが可能になっている。

また、モータ１１には、これを流れるモータ電流Ｉｍを検出・出力するモータ電流センサ１７が設けられている。このモータ電流センサ１７は、例えばモータ１１に直列接続された検知抵抗であってもよいし、電流に比例して発生する磁束を非接触で検出する磁気鉄芯及び磁気センサ（ホール素子）を組み合わせたものであってもよい。なお、モータ電流Ｉｍが正数及び負数であるとき、モータ電流Ｉｍの極性がそれぞれ正極及び負極であるという。

モータ電流センサ１７は、ＥＣＵ１３に電気的に接続されている。ＥＣＵ１３は、モータ電流センサ１７が出力するモータ電流Ｉｍに基づいて、例えばモータ１１の負荷を検出する。そして、本実施形態のシートスライド装置１０では、モータ１１の負荷が一定レベルを超える過負荷状態を検知することで、例えばロアレール５及びアッパレール６間の挟み込みの検知機能を実装することが可能になっている。

加えて、ＥＣＵ１３は、モータ電流センサ１７が出力するモータ電流Ｉｍに基づいて、モータ１１の回転方向を検出する。ＥＣＵ１３は、モータ１１の回転方向に応じて、前述のパルス信号Ｐのパルスエッジをカウントする。

次に、ＥＣＵ１３によるモータ１１の回転方向の検出態様等について説明する。なお、以下では、モータ１１が正転駆動されており、該正転の進行に伴うパルスエッジの発生の都度にカウント値ＣＮＴが「１」だけインクリメントされるものとする。また、モータ１１の正転駆動中では、極性が正極のモータ電流Ｉｍが検出されるようになっている。駆動信号Ｄを出力するＥＣＵ１３がモータ１１の正転駆動中であることを認識（特定）していることはいうまでもない。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、時刻ｔ１に到達するまでモータ１１の正転駆動が継続されていたとする。この場合、ＥＣＵ１３は、時刻ｔ１に到達するまでは、モータ１１を正転駆動させる駆動信号Ｄを出力する。同時に、ＥＣＵ１３は、パルス信号Ｐのパルスエッジ、より厳密には立ち上がりエッジＥｕが発生する都度にカウント値ＣＮＴを「１」だけインクリメントする（順方向カウント部）。

そして、ＥＣＵ１３は、時刻ｔ１に到達すると、モータ１１の正転駆動を停止させるべく駆動信号Ｄの出力を停止する。これに伴い、時刻ｔ１の直後は、モータ１１（回転軸）が惰性で回転し続けることで、該モータ１１が発電機として機能する。そして、発電中のモータ電流Ｉｍは、正極から負極（第１極性から該第１極性と逆の極性である第２極性）に切り替わる。換言すれば、時刻ｔ１の直後のモータ電流Ｉｍが正極から負極に切り替わった状態にある期間は、モータ１１が正転での惰性回転中である。従って、ＥＣＵ１３は、このようなモータ電流Ｉｍの特性に基づいて、モータ１１が惰性回転中であること、即ち正転中であることを特定する。そして、ＥＣＵ１３は、このときのパルス信号Ｐのパルスエッジ、より厳密には立ち上がりエッジＥｕが発生する都度にカウント値ＣＮＴを「１」だけインクリメントする（順方向カウント部）。なお、図３では、当該期間で立ち上がりエッジＥｕが発生していないことで、カウント値ＣＮＴの更新は行われない。

その後、時刻ｔ２においてモータ電流Ｉｍが零になると、モータ１１の発電、即ち正転での惰性回転が終了してその回転軸が一旦停止したと見なせる。そして、時刻ｔ２の直後のモータ電流Ｉｍが負極から正極（第２極性から第１極性）に切り替わった状態にある期間は、モータ１１が依然として発電中であるものの、モータ１１の惰性回転とは逆極性で発電していることになる。つまり、当該期間は、モータ１１が惰性回転中の回転方向に対して逆方向に回転中（逆回転中）である。この逆回転は、例えばモータ１１の駆動の停止後、その回転軸が負荷側（アッパレール６等）から受ける反力に起因するものである。従って、ＥＣＵ１３は、このようなモータ電流Ｉｍの特性に基づいて、モータ１１が逆回転中（逆転中）であることを特定する。そして、ＥＣＵ１３は、このときのパルス信号Ｐのパルスエッジ、より厳密には立ち上がりエッジＥｕが発生する都度にカウント値ＣＮＴを「１」だけデクリメント、即ち逆方向にカウントする（逆方向カウント部）。なお、図３では、当該期間の時刻ｔ３で立ち上がりエッジＥｕが発生していることで、カウント値ＣＮＴの更新（デクリメント）が行われる。

なお、ＥＣＵ１３は、時刻ｔ２（モータの駆動の停止に伴い第１極性から第２極性に切り替わったモータ電流が零に到達した時点）から所定時間Ｔｅの経過後に、パルスエッジのカウントを停止する（カウント停止部）。この所定時間Ｔｅは、前述の逆回転が概ね収束する時間、即ち立ち上がりエッジＥｕが発生し得ない時間に基づき設定されている。

次に、ＥＣＵ１３によるモータ１１の正転駆動等におけるカウント値ＣＮＴの更新態様等について総括して説明する。この処理は、モータ１１の正転駆動が開始されることで起動される。

図４に示すように、処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ１３は、駆動信号Ｄに基づいてモータ１１の駆動中か否かを判断する（ステップＳ１）。そして、モータ１１の駆動中と判断されると、ＥＣＵ１３は、立ち上がりエッジＥｕが発生したか否かを判断する（ステップＳ２）。ここで、立ち上がりエッジＥｕが発生したと判断されると、ＥＣＵ１３は、カウント値ＣＮＴを「１」だけインクリメントして（ステップＳ３）、ステップＳ１に戻る。また、立ち上がりエッジＥｕが発生したと判断されないと、ＥＣＵ１３はそのままステップＳ１に戻る。従って、このルーチンに移行した当初は、ステップＳ１〜Ｓ３の処理を繰り返すことで、モータ１１の正転駆動の進行に伴ってカウント値ＣＮＴの更新（インクリメント）が行われる。

一方、ステップＳ１においてモータ１１の駆動中と判断されないと、ＥＣＵ１３は、モータ電流Ｉｍに基づいてモータ１１の惰性回転中か否かを判断する（ステップＳ４）。そして、モータ１１の惰性回転中と判断されると、該モータ１１が依然として正転していることから、ＥＣＵ１３は、ステップＳ２に移行して同様の処理を行う。つまり、モータ１１の正転駆動の終了直後は、モータ１１の正転での惰性回転の進行に伴ってカウント値ＣＮＴの更新（インクリメント）が行われる。

そして、ステップＳ４においてモータ１１の惰性回転中と判断されないと、ＥＣＵ１３は、惰性回転の終了に伴ってモータ電流Ｉｍが零に到達した時点から所定時間Ｔｅだけ経過したか否かを判断する（ステップＳ５）。ここで、所定時間Ｔｅだけ経過したと判断されないと、モータ１１が惰性回転中の回転方向に対して逆方向に回転している可能性が高いことから、ＥＣＵ１３は、立ち上がりエッジＥｕが発生したか否かを判断する（ステップＳ６）。ここで、立ち上がりエッジＥｕが発生したと判断されると、ＥＣＵ１３は、カウント値ＣＮＴを「１」だけデクリメントして（ステップＳ７）、ステップＳ５に戻る。また、立ち上がりエッジＥｕが発生したと判断されないと、ＥＣＵ１３はそのままステップＳ５に戻る。従って、モータ１１の惰性回転の終了後は、ステップＳ５〜Ｓ７の処理を繰り返すことで、モータ１１の逆転の進行に伴ってカウント値ＣＮＴの更新（デクリメント）が行われる。

また、ステップＳ５において所定時間Ｔｅだけ経過したと判断されると、ＥＣＵ１３はその後の処理を終了する。
なお、ここでは、モータ１１が正転駆動された場合について説明した。モータ１１が逆転駆動された場合には、モータ電流Ｉｍの正極及び負極の互いに置き換え等によって同様に説明されることはいうまでもない。

次に、本実施形態の作用とともに、その効果について説明する。
（１）本実施形態では、ＥＣＵ１３は、モータ１１の駆動の停止後の回転方向を、モータ電流センサ１７により実際に検出されたモータ電流Ｉｍに基づきより正確に特定できる。そして、モータ１１の駆動中や該モータ１１の駆動に続く惰性回転中は、ＥＣＵ１３は、パルスエッジを順方向にカウントする。一方、モータ１１の駆動の停止後の逆回転中は、ＥＣＵ１３は、パルスエッジを逆方向にカウントする。従って、パルスエッジのカウントに基づく位置検出における誤差の発生を抑制できる。

（２）本実施形態では、ＥＣＵ１３は、モータ１１の駆動の停止に伴いモータ電流Ｉｍが前述の零に到達した時点（時刻ｔ２）、即ちモータ１１の惰性回転の終了時点から所定時間Ｔｅが経過することで、パルスエッジのカウントを停止する。従って、モータ１１の駆動の停止後の逆回転を徒に監視し続けることを回避できる。そして、例えばＥＣＵ１３によるアクチュエータ１２の作動制御が滞る可能性を低減できる。

（３）本実施形態では、モータ１１の負荷を検出するためのモータ電流センサ１７を流用してモータ１１の回転方向を検出したことで、部品点数の増加を抑制できる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。

・前記実施形態においては、モータ１１の惰性回転の終了時点から所定時間Ｔｅが経過することでパルスエッジのカウントを停止したが、モータ１１の惰性回転の終了時点からパルスエッジの逆方向へのカウントが「１」に到達した時点で当該カウントを停止するようにしてもよい。これは、通常、モータ１１の駆動の停止後の逆回転の角度は僅かであることから、パルスエッジの逆方向へのカウントが「１」を超える可能性が極めて低いことによる。この場合であっても、モータ１１の駆動の停止後の逆回転を徒に監視し続けることを回避できる。そして、例えばＥＣＵ１３によるアクチュエータ１２の作動制御が滞る可能性を低減できる。

・前記実施形態において、回転センサ１６の出力するパルス信号Ｐは、例えばモータ１１が一定速度で回転している場合に、山部（立ち上がりから立ち下がりまで）の幅と谷部（立ち下がりから立ち上がりまで）の幅とが互いに一致するものであってもよいし、互いに異なるものであってもよい。

・前記実施形態において、回転センサ１６の出力するパルス信号Ｐは、モータ１１（回転軸）の回転に同期して所定の回転周期でパルスエッジが発生するであれば、該回転周期は任意である。

・前記実施形態において、回転センサ１６は、モータ１１の回転に同期したパルス信号Ｐを出力可能なものであれば、例えば光学式や接点式等、その他の形式のものであってもよい。

・前記実施形態においては、ＥＣＵ１３は、パルス信号Ｐの立ち上がりエッジＥｕの発生に基づいてカウント値ＣＮＴを更新したが、これに代えて、若しくはこれに加えて、パルス信号Ｐの立ち下がりエッジの発生に基づいてカウント値ＣＮＴを更新してもよい。

・本発明は、モータの駆動により車両用シートの構成要素を移動させるとともに、そのモータパルスをカウントすることにより構成要素の移動位置を検出する構成であれば、例えばシートリクライニング装置やシートリフタ装置、ヘッドレストリフタ装置、オットマン装置等、その他の車両用シート装置に適用してもよい。

１…車両用シート、２…シートクッション（構成要素）、５…ロアレール、６…アッパレール、１０…シートスライド装置（車両用シート装置）、１１…モータ、１２…アクチュエータ（駆動部材）、１３…ＥＣＵ（制御部、位置検出部、順方向カウント部、逆方向カウント部、カウント停止部）、１６…回転センサ、１７…モータ電流センサ。

Claims (3)

1. モータの駆動により車両用シートの構成要素を移動させる駆動部材と、
   前記駆動部材の作動を制御する制御部と、
   前記モータの回転に同期して所定の回転周期でパルスエッジが発生するパルス信号を出力する回転センサと、
   モータ電流を検出するモータ電流センサと、
   前記モータの回転方向に応じて前記パルスエッジをカウントすることにより前記構成要素の移動位置を検出する位置検出部と、を備え、
   前記位置検出部は、
   前記モータの駆動中における前記パルスエッジ及び前記モータの駆動の停止に伴い前記モータ電流が第１極性から該第１極性と逆の極性である第２極性に切り替わった状態にある期間における前記パルスエッジを順方向にカウントする順方向カウント部と、
   前記モータの駆動の停止後に前記モータ電流が前記第２極性から前記第１極性に切り替わった状態にある期間における前記パルスエッジを逆方向にカウントする逆方向カウント部とを備えた、車両用シート装置。
2. 請求項１に記載の車両用シート装置において、
   前記位置検出部は、前記モータの駆動の停止に伴い前記第１極性から前記第２極性に切り替わった前記モータ電流が零に到達した時点から所定時間の経過後に、前記パルスエッジのカウントを停止するカウント停止部を備えた、車両用シート装置。
3. 請求項１に記載の車両用シート装置において、
   前記位置検出部は、前記逆方向カウント部による前記パルスエッジの逆方向へのカウントが「１」に到達した時点で前記パルスエッジのカウントを停止するカウント停止部を備えた、車両用シート装置。

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